关于生态屏障若干问题的探讨

生态屏障是生态文明建设中构建国家生态安全战略格局的重要组成部分,生态安全是生态屏障建设的目标,生态屏障则是生态安全的保障。许多学者从不同角度对生态屏障理论与方法进行了深入的探讨,进而形成生态屏障是处于特定的区域,具有保护功能的生态安全系统的理念,但由于生态屏障具有复杂性与特殊性,目前其概念、类型及特点等尚处于发展中。文章在总结前人研究基础上,基于生态系统服务理论,梳理了生态屏障的概念及内涵,认为生态屏障多处于过渡地带,是经过人工改良的具有明确保护与防御对象的复合生态系统,具有一定的空间跨度,在空间上呈封闭或半封闭分布,能提升生态系统服务,促进区域或国家生态安全。它具有如下特点:(1)防护性,即对反生态系统服务的防御或者对正生态系统服务的保护;(2)梯度性,即根据保护的区域重要性或者反生态系统服务的严重程度而建立的不同等级的生态屏障;(3)指向性,即生态屏障具有明显的方向性;(4)动态性。本文根据屏障对象性质将生态屏障划分为正向服务保护型、反向服务防护型和退化服务恢复型,其中"两屏三带"防护体系中的东北森林带为正向服务保护型,北方防沙带、川滇-黄土高原生态屏障和南方丘陵山地带为反向服务防护型,青藏高原生态屏障则为退化服务恢复型。该研究可为生态保护和恢复提供科学基础。     

基于能值理论的雄安新区生态系统物质供给服务功能研究

城市生态安全的核心问题是生态系统服务的供需平衡.量化分析生态系统供给服务,有助于掌握区域粮食安全和相关产业绿色化水平.运用能值理论定量分析了雄安新区生态系统物质供给服务供需关系和农田生态系统供给负面服务,同时,结合历史数据分析了不同利用类型土地生态系统能值产出的变化.结果表明:1)为提供畜禽产品的其他用地是生态系统供给...     

京津冀区域生态系统服务供需格局时空演变研究

研究区域生态系统服务供给、需求和消费均衡关系及空间关联格局,可为生态系统管理和资源合理有效配置提供决策辅助。基于京津冀区域1990和2015年2期土地覆被数据,采用生态系统服务评分矩阵方法,对京津冀区域生态系统服务供需格局时空演变进行分析,发现1990—2015年研究区生态系统服务供应处于高位供应状态,且供应压力未能得到有效缓解,研究区整体生态系统服务供需处于盈余状态,但供需情况趋于恶化。研究期间北京生态系统服务供需处于赤字状态,河北、天津处于盈余状态,与1990年相比,2015年京、津、冀3地生态系统服务供需状况均趋于恶化。从空间上看,研究区西北部坝上高原、燕山-太行山丘陵区生态系统服务供需呈盈余状态,东南部除北京、天津、石家庄等城市及周边呈赤字状态外,其他地区呈平衡状态。与1990年相比,2015年研究区西北部地区生态系统服务供需状况变化幅度很小,东南部地区随北京、天津、石家庄等城市边界急剧扩张,生态系统服务供需赤字范围在急剧增大。     

秦巴山生态功能区生态系统服务供需关系时空演变研究

生态功能区在确保国家生态安全方面具有重要作用,但在过度人类活动的影响下,其生态系统正面临着严峻考验。为实现生态功能区的可持续发展需要探究生态系统服务的供需关系。以往研究多关注生态系统服务供需的权衡/协调作用,在生态功能区供需的耦合协调方面还存在空白。以秦巴山生态功能区为例,采用In VEST模型、生态系统服务供需比、四象限模型、相关性分析和耦合协调度模型等方法分析了2000、2010和2020年产水、粮食供给、碳固存和土壤保持4种生态系统服务的供需匹配状况、权衡/协同作用和耦合协调关系。结果表明,1)2000-2020年产水和碳固存服务供需比分别由0.613、0.958降至0.482、0.892;粮食供给和土壤保持服务供需比分别由-0.243、0.948增至0.224、0.971。空间上,产水、碳固存和土壤保持服务均以供应盈余状态为主,耕地较少的中西部地区存在粮食供给不足。2）粮食供给和土壤保持服务供需在低-低空间匹配,产水服务供需表现出高-低空间错配和低-低空间匹配的特点,碳固存服务供需以过剩的高-低错配为主。3）研究期间生态系统服务供给的权衡/协同关系略有变化,除土壤保持与其他服务...     

土地整治对生态系统服务影响研究综述

生态系统服务是人类直接或间接从生态系统获得的各种惠益,构建了人类与自然的桥梁和纽带,将科学与管理决策紧密相连。全面认识和深入理解人类活动对生态环境的影响,对实现区域协调和可持续发展具有重要意义。土地整治已成为中国最大规模改变土地利用方式和影响陆地生态系统的有组织的人类活动之一,深刻影响着区域乃至全国的土地利用格局和生态过程,也对生态系统服务产生了诸多影响。在分析土地整治与生态系统服务关系的基础上,阐明土地整治通过改变土地利用/覆被的类型、结构和格局间接影响生态系统服务;通过分析土地平整和农田水利等工程措施对生态系统供给、调节、支持和文化等服务功能的直接影响,指出其既有正向影响,又有负向影响。论述了土地整治对不同生态系统服务之间关系的影响,认为土地整治能影响其间的协同或者权衡关系。概括了土地整治对生态系统服务影响的尺度效应,指出土地整治对生态系统服务的影响具有较强的尺度依赖性。提出了未来重点研究内容:(1)加强土地整治对生态系统结构和过程影响的研究,构建土地整治对生态过程和功能影响的方法与模型;(2)围绕土地整治影响生态系统结构与功能—生态系统服务—调节调控这一主线,强化土地整治中生态系统服务及其相互关系的研究;(3)加强土地整治的区域生态系统服务集成和优化研究,科学调控土地整治所影响的关键生态系统服务和时空布局;(4)重视土地整治对生态系统服务影响的尺度效应,深入研究土地整治在不同时空尺度上影响生态系统服务的耦合机制。期望完善土地整治对生态系统服务影响的研究,为将生态系统服务评价纳入土地整治的管理决策提供科学依据。     

川东地区生态系统服务价值时空演变及其驱动力分析

川东地区位于四川盆地东部,是长江上游重要生态屏障区。基于1990—2015年川东地区6期土地利用数据,采用空间统计分析法分析川东地区土地利用格局和生态系统服务价值时空演变特征,并结合社会经济因素,探究研究区生态系统服务价值时空差异驱动因素。结果表明:(1)川东地区主要土地利用类型为耕地和林地,土地利用综合活跃度低。(2)1990—2015年研究区生态系统服务价值持续增加,各土地利用类型对生态系统服务总价值的贡献率由大到小依次为林地(42%)、耕地(31%)、水域(22%)、草地(5%)和未利用地(0%);单位面积生态系统服务价值呈从东北、东南两翼向中西部地区逐级递减趋势。不同土地利用类型对生态系统服务价值具有不同程度的影响,其中林地、水域与生态系统服务价值高度相关。(3)生态系统服务价值时空差异主要驱动因素为农业人口数、人口密度、工业总产值和国内旅游收入。空间相关性分析结果表明,社会经济因素与生态系统服务价值变化率呈负相关关系,并且低-低和高-低型聚集在西部地区,低-高和高-高型聚集在南部地区。研究结果可为调控川东区域生态安全、优化土地资源和促进可持续发展提供科学依据。     

干旱区绿洲城市生态系统服务价值空间自相关格局分析与模拟

基于1995—2015年乌鲁木齐土地利用遥感解译数据,运用CA-Markov模型模拟预测2025年土地利用变化并进行生态系统服务价值(ESV)评估,应用格网分析、空间自相关、Getis-Ord热点区分析等空间统计方法,进一步分析生态系统服务价值与土地利用空间格局的分布特征,讨论两者空间自相关关系及年际变化的冷热点空间分布变化原因。结果表明,近30 a研究区各土地利用类型的生态系统服务价值呈波动变化态势,但总体上表现为减少趋势,主要原因在于耕地、林草地提供的生态系统服务价值减少。生态系统服务价值空间分布格局差异明显,高值区域多年来主要分布在乌鲁木齐县林地面积较多的地区,低值区域集中分布于乌鲁木齐中心四区(天山区、沙依巴克区、水磨沟区、头屯河区)的周边区域。研究区生态系统服务价值具有显著的空间正自相关性与空间聚集特征,高-高、低-低聚集分布分别与生态系统服务价值高值、低值区域高度重合。生态系统服务价值热冷点区呈逐年增加趋势,热点区增加与近年来乌鲁木齐大力推行生态保护及修复等措施有极大关联,冷点区增加与城市建成区无序扩张及土地开发等一系列人类活动有密切关系。     

江苏省生态红线区域划分与保护

生态红线是我国近年来提出的全新概念,也是环境保护转变思路和积极创新的重要成果,生态红线的划定与保护是实现生态系统管理的重要一步。江苏省生态红线区域是在对区域生态环境现状评估和生态环境敏感性评估的基础上,以自然生态系统的完整性、生态系统服务功能的一致性和生态空间的连续性为基准,通过分析生态系统服务功能的重要性划分的。全省共划分为15类生态红线区域,分为两级管控。     

精准扶贫视角下生态系统服务与多维贫困耦合协调差异:以甘肃秦巴山贫困核心区为例

促进贫困地区生态保护与经济建设协调发展是新时代国家扶贫开发的重要策略之一,是如期实现2020年全面建成小康社会的基础。以甘肃秦巴山贫困核心区为例,采用InVEST模型、市场价值法和影子工程法综合评估以水源供给、土壤保持、水质净化和固碳释氧为主的区域生态系统服务价值。运用参与式农村评估法,基于农户多维贫困测度指标体系,核算多维贫困指数。在综合测度两者耦合协调差异的基础上,分析其耦合协调差异的主要影响因素并针对性地提出分类指导策略。结果表明:(1)甘肃秦巴山贫困核心区25个特困片区生态系统服务价值为1 525.05亿元,其中,固碳价值最高。在各地类中,园地平均生态系统服务价值最大,耕地最小;(2)在25个特困片区的多维贫困中,基本物质需求相对充裕,健康状况贫困、文化教育贫困和社会关系贫困次之,经济收入贫困最严重;(3)由耦合差异分析可知,车拉、藏族等9个片区为生计资本落后型,经济收入、社会关系和文化教育是制约生态系统服务价值显化的主要因素。南阳、崖城等12个片区为生态资产落后型,林地、园地等高生态系统服务价值地类缺乏制约了多维贫困的持续改善。临江、新寨和大桥3个片区为协调发展型,仅理川片区为衰退失调型;(4)依据不同耦合差异类型及制约因素针对性地提出了分类指导策略,为精准扶贫战略决策提供科学参考。     

长株潭城市群土地利用/覆被变化对碳效应的影响

基于1990、1995、2000、2005、2010年长株潭城市群土地利用数据及植被类型图、土壤类型图,借助Arc GIS10.0软件,从土地利用类型的结构、转变方向、转变带来的碳排放强度及碳汇空间分布的区域差异性等方面,分析20 a间研究区土地利用/覆被变化引起的碳效应。结果表明:(1)1990—2010年间,长株潭城市群土地利用类型变化的显著特征为耕地与林地间的相互转变以及耕地、林地向建设用地的转变;(2)长株潭城市群碳效应变化呈倒"U"形趋势,整体碳汇能力减弱,碳效应空间分异明显。与其他区县相比,长沙、株洲、湘潭3市市区及望城县、长沙县这5个区县的土地利用转变碳效应及碳汇能力变化更明显,差异性大,这与区域人口密度及经济发展的不均衡直接相关;(3)可考虑通过限制林地及草地转出、优化土地利用结构及经济布局、防止生境破碎化及生态系统退化等措施来控制土地利用碳排放。     

基于生态价值核算的重庆市区域生态补偿策略研究

生态系统服务功能是实施区域生态补偿最直接的依据.基于修正后的生态系统服务价值核算方法,对重庆市生态系统服务价值、生态补偿优先级及生态补偿额进行了核算,结果表明:1)重庆市2019年生态系统服务总价值8898.99亿元,水文调节和气候调节是最主要的生态系统服务价值类型;空间上,渝东北三峡库区城镇群生态系统服务价值占比达到...     

基于生态系统服务的土地整治生态风险评价与管控建议

土地整治的生态风险评价与管理是生态文明背景下土地整治项目可持续发展的客观要求。"十三五"期间,土地整治投资和力度规模持续加大,在对区域社会和经济发展带来积极作用的同时,也会对区域生态系统结构与功能产生深远影响,如何管控土地整治的生态风险受到越来越多的关注。在系统阐述了土地整治生态风险的内涵与特点的基础上,分析了土地整治不同生态效应所对应的生态风险因子与评价指标体系,提出了基于土地整治全过程分析的生态风险识别、评价与管控的思路,并将生态系统服务功能的提升作为生态风险评价的重要内容,克服了以往生态风险研究更多侧重生态系统结构与功能本身变化的局限性,并指出了土地整治生态风险所需要关注的科学问题与发展趋势。     

精河流域绿洲土地利用及生态系统服务价值时空变化研究

土地利用变化直接影响着生态系统服务功能及生态安全,在县域尺度上定量分析区域土地利用类型及生态环境效应变化,可为地处干旱生态脆弱区的精河流域绿洲水、土资源合理开发利用提供科学依据。利用1990、2000和2018年3期影像,采用梯次环方法对研究区各土地利用类型生态系统服务价值进行时空分析,并基于生态环境质量指数和生态贡献率对土地利用类型转变后的生态环境效应进行辨识。结果表明:(1)1990—2018年研究区土地利用变化明显,建设用地、耕地、水域和草地面积增加,林地和未利用地面积减少;(2)近28 a来,研究区生态系统服务价值整体变化较大,呈先降后增趋势,2018年生态系统服务价值优于1990和2000年。以城市为中心的梯次环方法分析结果显示,1990和2000年研究区南部地区生态系统服务价值整体高于北部地区,生态系统服务价值高值区出现在S5～S7梯次环;2018年北部地区生态系统服务价值高于南部地区,生态系统服务价值高值区出现在N6～N8梯次环;(3)1990、2000和2018研究区生态环境质量指数分别为0.147、0.120和0.194。研究区土地荒漠化以及林地、草地转为未利用地是在土地利用层面导致生态环境退化的主要原因,未利用地转为林地、草地以及艾比湖水面的恢复是促使研究区生态环境质量改善的主要原因。     

长江上游生态功能区划研究

生态功能区划对于保障区域生态安全、推动经济社会与生态环境保护的协调发展具有十分重要的意义。长江上游是中国关键生态区域和整个长江流域生态安全的重要屏障,开展长江上游生态功能区划显得至关重要。以长江上游为研究区域,运用GIS空间分析技术,在揭示研究区生态环境敏感性与生态系统服务功能重要性空间分异规律的基础上,以子流域为基本区划单元,采用两步聚类法进行长江上游生态功能区划。研究结果表明:(1)长江上游生态环境整体上处于中度、高度敏感的状态,其中土壤侵蚀敏感性最为突出;(2)长江上游生态系统服务功能总体上呈现较重要、极重要的态势,其中水源涵养和生物多样性保护的贡献较大;(3)长江上游地区可划分为青藏高原生态区、云贵高原生态区和四川盆地生态区3个生态区,进而可细分为7个生态亚区和15个生态功能区。     

洞庭湖区景观生态风险评价及其时空演化

洞庭湖是长江流域重要的调蓄湖泊,该区生态系统服务极为重要,也是中国重要的农产品提供区域。科学评估洞庭湖区景观生态风险,揭示其时空演化特征,对探究其生态格局形成过程与机理,降低生态风险胁迫具有重要意义。利用1990、2000、2010、2015年4期LandsatTM多光谱遥感影像,分析了1990—2015年洞庭湖区土地利用演变特征;基于景观生态学理论引入景观生态风险评价模型,将研究区划分为1 165个生态风险评价单元,基于GIS和地统计学,构建景观生态风险指数模型,对洞庭湖区土地利用动态变化下的景观生态风险时空分布特征及空间关联格局进行了研究。结果表明:(1)1990—2015年,洞庭湖区各土地利用类型均发生了显著变化,其中建设用地面积增加较大,年均增幅达3.61%,主要由林地和耕地的转入;(2)1990—2015年,洞庭湖区的景观生态风险状况以较低生态风险、中等生态风险为主,其面积占景观总面积的70%以上。但高生态风险区域呈增加趋势,面积占比由1990年的4.95%,增加到2015年的8.70%;与2010年相比,中等风险区面积由46.09%降到2015年的34%,这期间低生态风险区和较低生态风险区的面积明显增加;(3)研究区各时期景观生态风险呈现正的空间相关性,且在空间上趋于集聚。景观生态风险分布与区域地理环境具有较高的耦合性,人类活动的集聚程度与风险的空间集聚程度是对应的。以湖滨地带为核心区和远离湖滨区为两大群体,高值-高值(H-H)风险聚集区主要分布湖滨周边,低值-低值(L-L)风险聚集区主要分布于远离湿地核心区的县市区域。研究结论以期为洞庭湖区生态保护与环境整治,调控生态风险提供参考。     

长三角地区生态系统服务价值动态演化及驱动力分析

长三角地区是中国经济最活跃、开放水平最高、人口最为稠密的区域之一,探究区域生态系统服务价值时空演变规律及其驱动因素,对于实现长三角地区生态环境共保联治、增强区域可持续发展能力、推动长三角一体化高质量发展具有重要意义。基于1990—2018年长三角地区4期土地利用数据,在定量分析长三角生态系统服务价值变化趋势及各生态系统服务功能权衡协同关系的基础上,综合采用空间相关、热点分析和地理探测方法探讨长三角生态系统服务价值时空分异特征及其驱动因素。结果表明：(1)长三角生态系统服务价值和各生态系统服务功能价值均呈下降趋势,2010年之后下降趋势放缓;2010年之前区域生态系统服务功能权衡度下降、协同度上升,2010年之后协同关系占据完全主导地位。(2)长三角生态系统服务价值空间分布呈现南高北低的空间格局,且呈显著正向空间自相关关系;冷点数量在2010年达到峰值,之后开始减少;热点数量自2000年之后呈减少趋势,但减幅变小。(3)海拔、日照时长和年降水量为长三角生态系统服务价值空间分异的主要驱动因子;一产占比与海拔的交互作用最为明显,q值达0.883,自然地理要素与社会经济要素交互作用主导驱动了长...     

基于最佳尺度的景观生态风险时空变化研究：以重庆市江津区为例

探究景观生态风险的时空变化规律,合理评估生态风险状况,有利于维护区域生态安全和经济社会可持续发展。以2000、2009和2018年3期遥感影像为基础,综合运用景观格局指数、空间自相关分析和地理探测器工具,探究最佳尺度下江津区景观生态风险时空变化特征及其影响因素。结果表明:(1)景观指数随粒度和幅度的改变而呈现不同的变化规律,90 m栅格和3 km网格尺寸能更好地体现景观格局空间异质性特征;(2)2000—2018年研究区景观生态风险空间格局变化较大,景观生态风险威胁程度整体有所上升,中风险区逐渐成为区域主导类型;(3)研究区各时期景观生态风险空间集聚特征显著,景观生态风险指数空间分布以高-高集聚和低-低集聚为主;(4)人类活动对于区域景观格局和生态系统的影响愈发强烈,人口密度和GDP是影响景观生态风险时空分布的重要驱动因素。研究结果可为长江上游重要生态屏障建设提供决策参考。     

生态系统服务与人类福祉关系研究进展

生态系统服务是连接自然系统与人类福祉的桥梁,生态系统通过生态功能持续为人类提供产品与服务,满足人类福祉需求。在分析国内外生态系统服务、人类福祉及关系等研究动态的基础上,归纳生态系统服务、人类福祉内涵与分类,重点阐述生态系统服务与人类福祉作用关系、关系形式以及关系评估方法,总结提出生态系统服务与人类福祉关系研究重点是数量和空间的供需状态与评估方法。强调今后要加强生态系统服务与人类福祉关系的科学研究,并将其应用到政策制定与管理中,通过生态系统服务与人类福祉关系研究,可为生态系统管理和扶贫等可持续发展战略提供有力支撑。     

中国土壤锌的区域环境基准建立及生态风险评价初探

土壤环境保护是生态文明建设的重要组成部分之一,考虑到土壤理化性质具有高度的空间变异性,中国现行土壤环境保护与管理采用全国统一的标准值,难以实现新时代生态文明建设过程中的土壤生态风险管控,亟须建立区域化、精细化的土壤环境基准。通过聚焦于典型化学胁迫因子锌,利用土壤酸碱度、有机碳和阳离子交换量与锌生态阈值之间的量化关系,估算中国省级区域不同土地利用类型土壤中锌的环境基准值。继而结合中国土壤中锌的环境浓度,评估现行标准的误估程度与区域适用性。研究表明：1)不同省级区域土壤中锌的环境基准值存在明显差异,中国西部地区及东北地区土壤锌环境基准值偏高,南部省级区域土壤锌环境基准值偏低;2)采取现行环境标准评估农林用地土壤锌风险时存在误估的可能性;3)我国长江以南地区土壤锌污染风险普遍高于长江以北地区;4)现行标准的区域适用性较弱,制定区域性土壤锌环境标准的需求十分迫切。该研究为建立中国土壤锌环境区域标准、实现土壤风险精准管控提供了科学依据与理论指导。     

宁绍平原绿地生态网络时空格局与优化研究

良好的绿地生态网络能够提升区域生态系统服务能力和生物多样性,有助于城乡环境的可持续发展。目前,对于以自然要素为边界且具有独特地理格局特征的地理单元研究相对缺乏,同时在绿地生态网络优化方面存在主观性较强、可实施性较差等问题。以宁绍平原为对象,对比分析了1990、2000、2010和2020年4个时期生态源地、生态阻力面和生态廊道的变化,探析绿地生态网络时空格局,并依据生态源地可逆性特点和现状条件提出布局优化建议。结果表明：(1)30年来城镇化建设使得宁绍平原重要生态源地规模下降20%,生态空间呈现显著的破碎化特征;(2)以各城市为中心的高阻力辐射圈层结构打破了原有的梯度阻力格局,较大地降低了平原整体的生物流动能力;(3)平原绿地生态网络结构呈现较强的波动性和脆弱性,当前平原东西两侧大面积区域生态廊道缺失;(4)恢复句余山、余姚江(宁波段)、奉化周边“虎头山-雨施山”丘陵斑块和杭州湾东段沿岸4处重要生态源地,新增河湖水系型、丘陵林地型和沿海岸线型21处重要生态源地,规划生态廊道132条,总长985.8 km,并筛选得到重要生态踏脚石90处和待修复生态障碍点252处。优化后绿地生态网络各指数...